Kan een unieke nieuwe schimmel een opioïde alternatief bieden?
Een nieuwe schimmel ontdekt in de estuariene wateren van Tasmanië zou het onverwachte antwoord kunnen zijn op de opioïde crisis in de wereld, suggereert een huidige studie.
Opioïden - waarvan vele op recept verkrijgbare pijnstillers zijn, zoals codeïne - hebben een wereldwijde gezondheidscrisis veroorzaakt. Veel opioïden zijn zeer verslavende stoffen die sommige mensen overmatig of verkeerd gebruiken.
Volgens gegevens van het National Institute on Drug Abuse sterven elke dag meer dan 130 mensen in de Verenigde Staten als gevolg van een overdosis opioïden.
De Health Resources and Services Administration noemt dit "een ongekende opioïde-epidemie". De situatie heeft ertoe geleid dat de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) landen heeft aangemoedigd om het gebruik van opioïden nauwlettend in de gaten te houden.
Maar hoewel het nuttig is om het gebruik van opioïden te monitoren, zijn wetenschappers op zoek naar opioïde alternatieven. Ze zijn op zoek naar medicijnen die chronische pijn op dezelfde manier behandelen als opioïden, maar die minder snel de gezondheid schaden of tot misbruik leiden.
Een nieuwe ontdekking door onderzoekers van de Universiteit van Sydney in Australië - in samenwerking met collega's van andere academische instellingen - zou in de toekomst kunnen leiden tot de ontwikkeling van zo'n krachtig alternatief.
Het team vond een onbekende soort van de schimmel Penicillium in een riviermonding in de Huon-vallei in Tasmanië. De onderzoekers toonden aan dat deze schimmel een reeks moleculen bevatte die ‘tetrapeptiden’ worden genoemd, dit zijn aminozuren.
Deze moleculen hadden een unieke structuur die de vorm van endomorfines nabootst, dit zijn natuurlijke opioïde chemische boodschappers die helpen bij het verlichten van pijn.
Het team merkt op dat deze nieuwe, van schimmels afgeleide tetrapeptiden mogelijk minder bijwerkingen veroorzaken dan gewone opioïden, terwijl ze toch een effectieve pijnverlichting bieden.
Een ‘nooit eerder vertoonde’ moleculaire structuur
Senior auteur prof.Macdonald Christie en collega's leggen uit dat de nieuw ontdekte schimmel drie verschillende versies van tetrapeptiden opleverde - met een zeer interessante en onverwachte moleculaire structuur.
Meer specifiek ontdekte het team dat deze van schimmels afgeleide moleculen een verrassende chiraliteit of "handigheid" hadden, die verwijst naar de geometrische oriëntatie van de moleculaire structuur.
Sommige moleculen hebben een geometrische eigenschap, wat betekent dat ze een "linkshandige" of een "rechtshandige" structuur kunnen hebben, waarvan de twee spiegelbeelden van elkaar zijn.
Bovendien kan hun oriëntatie een significant verschil maken, aangezien het zal bepalen hoe een molecuul "past" of reageert met andere moleculen waarmee het een interactie aangaat.
In de natuur vertonen de meeste aminozuren "linkshandigheid", en hoewel er enkele uitzonderingen zijn, zijn de aminozuren die in zoogdieren aanwezig zijn zeer zelden "rechtshandig".
Dit is belangrijk omdat, zoals de onderzoekers uitleggen in hun paper - die in het tijdschrift verschijnt PNAS - recente studies hebben het belang benadrukt van peptiden (aminozuren met een korte keten) van zoogdierlijke oorsprong in de context van de ontwikkeling van nieuwe en betere alternatieven voor traditionele opioïden.
De tetrapeptiden die aanwezig zijn in de nieuw ontdekte Penicillium zijn speciaal omdat ze 'rechtshandigheid' vertonen. Door deze ongebruikelijke chiraliteit konden de onderzoekers de eigenschappen van deze moleculen bepalen en het feit dat ze een veelbelovend alternatief waren voor opiaten.
"Niemand had ooit iets uit de natuur gehaald, iets ouder dan een gewervelde die leek te werken op opiaatreceptoren - en we hebben het gevonden", zegt prof. Christie.
"De structuur die we hebben gevonden, is nog nooit eerder gezien."
Prof.Macdonald Christie
Het team heeft al een octrooiaanvraag ingediend in Australië en zet het onderzoek voort om te bevestigen of de nieuw ontdekte moleculen kunnen leiden tot de ontwikkeling van een nieuw medicijn.
Prof. Christie waarschuwt echter dat, zelfs als ze hun bevestiging krijgen en met verdere tests beginnen, het nog 10 jaar kan duren voordat de nieuwe pijnstiller commercieel verkrijgbaar wordt.
Toch, benadrukt hij, "[i] f dit succesvol blijkt en leidt tot een nieuw medicijn, zal het het risico op overlijden door een overdosis van opioïde medicijnen, zoals codeïne, aanzienlijk verminderen."
